Tính toán lựa chọn công suất hệ thống điện mặt trời tối ưu dựa vào tải tiêu thụ của nhà máy pouhung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TÍNH TỐN LỰA CHỌN CÔNG SUẤT HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI TỐI ƯU DỰA VÀO TẢI TIÊU THỤ CỦA NHÀ MÁY POUHUNG GVHD: TS PHẠM THANH TUÂN Th.S TRẦN TIẾN DŨNG SVTH: LÊ VIẾT QUỐC NGUYỄN TRUNG HẬU SKL009691 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 12/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN LỰA CHỌN CƠNG SUẤT HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI TỐI ƯU DỰA VÀO TẢI TIÊU THỤ CỦA NHÀ MÁY POUHUNG SVTH: LÊ VIẾT QUỐC MSSV: 19154051 SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 19154002 GVHD: TS PHẠM THANH TUÂN Th.S TRẦN TIẾN DŨNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Năng lượng tái tạo Tên đề tài: TÍNH TỐN LỰA CHỌN CƠNG SUẤT HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI TỐI ƯU DỰA VÀO TẢI TIÊU THỤ CỦA NHÀ MÁY POUHUNG SVTH: LÊ VIẾT QUỐC MSSV: 19154051 SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 19154002 GVHD: TS PHẠM THANH TUÂN Th.S TRẦN TIẾN DŨNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022 Bước 8: Thực mô Hình 12: Kết mơ ✓ GlobHor: Bức xạ mặt trời theo phương ngang ✓ DiffHor: Tán xạ theo phương ngang ✓ T_Amb: Nhiệt độ trung bình tháng ✓ GlobInc: Bức xạ mặt trời mặt phẳng quang điện mà khơng có giá trị tổn hao ✓ GlobEff: Bức xạ mặt trời mặt phẳng tấm quang điện sau bị tổn thất quang học (xa gần bóng râm, phản xạ bề mặt, tổn thất bụi bẩn) ✓ EArray: Năng lượng tạo hệ thống tấm quang điện mặt trời (đầu vào Bộ nghịch lưu) ✓ E_Grid: Năng lượng hòa vào lưới điện, sau qua Bộ nghịch lưu tổn thất dây dẫn ✓ EfrGrid: Năng lượng sử dụng từ lưới ✓ PR: Hiệu suất hệ thống 65 ✓ Solar Fration SF: tỉ lệ lượng tạo đáp ứng cho tải Tỷ lệ hiệu suất (performance ratio): dùng để đánh giá tiềm hệ thống Khi thiết kế ảnh hưởng thiết bị điều kiện khí hậu nên thường hệ thống khơng đạt hiệu suất 100% Nhưng hệ thống có tiềm đạt lên tới 80% với dự án 81.08% 2.2 So sánh sản lượng phần mềm PVsyst HomerPro Hình 13: Kết mơ từ phần mềm PVsyst 66 Hình 14: Kết mơ phần mềm HomerPro So sánh hai kết quả, ta được: Sản lượng hệ thống tạo phần mềm PVsyst (chưa tính tổn thất) phần mềm HomerPro 3748MWh 3759MWh (Chênh lệch không nhiều) Tuy nhiên xét đến tổn thất sản lượng tạo (3226MWh 3759MWh) Tỷ lệ sản lượng điện tạo PVsyst Homer Pro khoảng 85,82% (HomerPro cao PVsyst khoảng 533MWh) Một số lý dẫn đến khác hai phần mềm • Thứ nhất: Ta biết phần mềm HomerPro mạnh việc tối ưu hóa hệ thống cung cấp lượng Còn phần mềm PVsyst mạnh việc mô cho hệ thống điện mặt trời • Thứ 2: việc lấy liệu khí tượng hai phần mềm PVsyst HomerPro lấy từ (Nasa Meteo), dự liệu nguồn khác nhau” Bảng 4.1” • Thứ 3: Phần mềm PVsyst có tính tốn tổn thất hệ thống như: bụi bẩn, đổ bóng, dây dẫn… Vì số lý để tương đồng với thực tế lựa chọn sản lượng mô từ phần mềm PVsyst để tính tốn lại phần kinh tế “Chương 3” Mục đích giúp cho dự án có độ xác đáng tin cậy 2.3 Phân tích tính kinh tế từ sản lượng mô phần mềm PVsyst Dữ liệu đầu vào giữ lại “Chương 3” ta thay sản lượng điện tạo phần mềm HomerPro sản lượng mô phần mềm PVsyst, ta được: 67 Năm Base Case - - 10.140.753.228 - 10.647.790.889 - 11.180.180.434 - 31.836.000.000 - 5.417.468.758 - 5.697.603.547 - 6.006.722.748 - 31.836.000.000 - 5.527.984.800 - 5.908.013.590 - 6.323.142.201 Savings (pre-tax) - 31.836.000.000 4.723.284.470 4.950.187.342 5.173.457.686 Savings (post-tax) - 31.836.000.000 4.612.768.428 4.739.777.299 4.857.038.232 Năm Base Case - 11.739.189.455 - 12.326.148.928 - 12.942.456.375 - 13.589.579.193 - 6.332.618.204 - 6.676.198.534 - 7.038.421.412 - 7.420.296.205 - 6.764.716.348 - 7.234.695.618 - 7.735.213.456 - 8.268.595.165 Savings (pre-tax) 5.406.571.252 5.649.950.394 5.904.034.962 6.169.282.989 Savings (post-tax) 4.974.473.108 5.091.453.311 5.207.242.919 5.320.984.028 Năm 10 11 Base Case - 14.269.058.153 - 14.982.511.061 - 15.731.636.614 - 16.518.218.444 - 7.822.886.750 - 8.247.314.287 - 8.694.760.544 - 9.166.470.984 - 8.793.761.030 - 9.275.993.642 - 9.783.775.758 - 10.318.460.476 Savings (pre-tax) 6.446.171.403 6.735.196.773 7.036.876.070 7.351.747.460 Savings (post-tax) 5.475.297.122 5.706.517.419 5.947.860.856 6.199.757.968 Năm 12 13 14 15 Base Case - 17.344.129.366 - 18.211.335.835 - 19.121.902.627 - 20.077.997.758 - 9.663.758.235 - 10.188.005.695 - 10.740.671.335 - 11.323.291.703 - 10.881.472.461 - 11.474.311.723 - 12.098.557.593 - 12.755.872.914 Savings (pre-tax) 7.680.371.131 8.023.330.140 8.381.231.292 8.754.706.055 Savings (post-tax) 6.462.656.905 6.737.024.112 7.023.345.033 7.322.124.844 Năm 16 17 18 19 Base Case - 21.081.897.646 - 22.135.992.528 - 23.242.792.154 - 24.404.931.762 - 11.937.486.145 - 12.584.961.246 - 13.267.515.518 - 13.987.044.327 - 13.448.008.445 - 14.176.807.502 - 14.944.210.845 - 15.752.261.814 Proposed Case (pre-tax) Proposed Case (post-tax) Proposed Case (pre-tax) Proposed Case (post-tax) Proposed Case (pre-tax) Proposed Case (post-tax) Proposed Case (pre-tax) Proposed Case (post-tax) Proposed Case (pre-tax) Proposed Case (post-tax) 68 Savings (pre-tax) 9.144.411.501 9.551.031.282 9.975.276.637 10.417.887.435 Savings (post-tax) 7.633.889.201 7.959.185.026 8.298.581.309 8.652.669.948 Năm 20 Base Case - 25.625.178.350 Proposed Case - 8.378.345.095 (pre-tax) Proposed Case - 11.509.351.746 (post-tax) Savings (pre-tax) 17.246.833.255 Savings (post-tax) 14.115.826.604 Bảng 1: Dòng tiền dự án 20 năm Kết từ Homer Pro Kết từ PVsyst Bảng 2: Kết kinh tế từ sản lượng từ hai phần mềm Ta thấy sau thay sản lượng mơ từ phần mềm PVsyst số kinh tế thay đổi, cụ thể là: Chỉ số tỷ suất hoàn vốn nội (IRR): ✓ Chỉ số tỷ suất hoàn vốn nội (trước thuế): giảm từ 20.03% xuống 18.2% ✓ Chỉ số tỷ suất hoàn vốn nội (sau thuế): giảm từ 17.88% xuống 16.31% 69 Chỉ số giá trị thu hồi (NPV): ✓ Giá trị thu hồi (trước thuế): giảm từ 11,297,439,902 VND xuống 7,082,508,915 VND ✓ Giá trị thu hồi (sau thuế): giảm từ 14,759,828,513 VND xuống cịn 10,601,817,192 VND Chỉ số thời gian hồn vốn: ✓ Thời gian hoàn vốn (trước thuế): tăng từ 5,5 năm lên năm ✓ Thời gian hoàn vốn (sau thuế): tăng từ 5,9 năm lên 6,4 năm Chỉ số thời gian hoàn vốn sau chiết khấu: ✓ Thời gian hoàn vốn sau chiết khấu (trước thuế): tăng từ 10,6 năm lên 12,7 năm ✓ Thời gian hoàn vốn sau chiết khấu (sau thuế): tăng từ 10,2 năm lên 11,8 năm Giá LCOE: tăng từ 2,275.2176 VND lên đến 2,405.0176 VND Từ số liệu liệt kê ta thấy sau lấy kết mô sản lượng từ phần mềm PVsyst số kinh tế như: IRR, NPV, … giảm đi, đồng thời số LCOE, thời gian thu hồi vốn lại tăng lên Tuy nhiên số cho thấy hiệu dự án Cụ thể là: IRR (trước thuế) lớn so với WACC (18.2% > 14.96%) IRR (sau thuế) lớn so với WACC (16.31% > 12%) Về giá LCOE dự vào đồ thị từ phần mềm Homer (Hình 3.25) ta dự đốn thay sản lượng tất công suất mơ phần mềm PVsyst cho giá LCOE công suất 2280 thấp 2.4 Lợi ích dự án mơi trường Năng lượng mặt trời lượng sạch, giá thành phát điện không biến động theo giá nhiên liệu đầu vào nguồn lượng truyền thống khác Nguồn lượng mặt trời vơ tận, góp phần đảm bảo an ninh lượng địa phương quốc gia thời gian dài tương lai Nếu chi phí mơi trường, xã hội sức khỏe người phản ánh tính kinh tế sản xuất điện, lượng mặt trời cạnh tranh với điện tạo từ nhiên liệu hóa thạch dạng lượng tái tạo khác gió, sinh khối Năm 2021, Cục Biến đổi khí hậu, Bộ Tài ngun Mơi trường phối hợp với quan có liên quan thực nghiên cứu, xây dựng hệ số phát thải lưới điện Việt 70 Nam năm 2020 nhằm thực nhiệm vụ Công ước khung Liên hợp quốc biến đổi khí hậu Theo đó, kết tính tốn hệ số phát thải lưới điện Việt Nam 2020 0.8041 tCO2/MWh [12] Từ thơng số ta tính lượng khí thải CO2 cắt giảm lượng điện mua từ lưới thay hệ thống điện mặt trời, tính sau: 2,585 𝑀𝑊ℎ ∗ 0.8041 𝑡𝐶𝑂2 /𝑀𝑊ℎ = 2,078.5985 𝑡𝐶𝑂2 71 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 6.1 Kết luận Với kết trên, luận văn làm rõ tính khả thi mặt kinh tế kỹ thuật cho nhà máy PouHung Các bước tính tốn trình bày chi tiết thực theo tiêu chuẩn kỹ thuật thực thiết kế Qua việc thực luận văn, ta thấy số kinh tế kỹ thuật tốt, có tiềm để thực Cụ thể phụ tải nhà máy tìm công suất tối ưu 2,280 kWp, lắp đặt thực tế 2,274 kWp với giá đầu tư ban đầu 31,836,000,000 VND, giá O&M cho năm 443,729,211 VND (bao gồm tiền thay toàn bộ nghịch lưu, chia cho 20 năm) Với cơng suất 2,274 kWp hệ thống tạo 3,226 MWh cung cấp cho tải 2,585 MWh đạt hiệu 80% Và đáp ứng tải 49.93%, phát thải loại bỏ phần điện từ lưới đạt 2,078.5985 tCO2 Với giá trị IRR 18.2% > 14.96% (WACC), thời gian hoàn vốn dự án năm (trước thuế) Giá LCOE thấp (2,405.0176 VND) so với tất công suất cho phép lắp đặt (